Jak to (možná) je se skvrnami na Ceresu

Po dlouhé odmlce jsem se rozhodl znovu oživit Vzdálené světy, tentokráte poněkud inovativní hypotézou o původu světlých skvrn na trpasličí planetce Ceres.

Inspirovaly mě zejména nové snímky kráteru Occator a některé postřehy na fóru Unmanned spaceflight.

O co jde: Na planetce Ceres byly sondou Dawn pozorovány světlé skvrny. Některé z nich vypadají jako impaktní vyvrženiny – světlý podpovrchový materiál, odhalený a rozstříknutý dopadem meteoritu. Nejznámější skvrny v kráteru Occator ale nevypadají zcela jednoznačně a vábí odvážnější spekulace – například že jde o projev kryovulkanismu (výron vody nebo páry z nitra tělesa). Samotné skvrny by přitom mohly být tvořeny přímo námrazou, nebo nánosy solí, které voda zanechala po vypaření nebo sublimaci. Ačkoli nejvyšší teploty na Ceresu  dosahují jen 235 Kelvinů (-38°C), ve vakuu led (pokud jej nepokrývá vrstva prachu či horniny) i při této teplotě rychle sublimuje do plynného skupenství, jeho přítomnost na povrchu by tedy svědčila o stále probíhajícím nebo velmi nedávném geologickém ději (např. gejzírech, nebo odhalení ledového ložiska impaktem). Sůl by mohla jako památka na minulost vydržet déle – dokud by ji nezakryl meteority vířený prach. Objevují se také zprávy o přítomnosti viditelných gejzírů nebo „mlhy“ poblíž kráteru Occator (naznačil to C. Russell v rozhovoru pro Sky and Telescope, a tyto domněnky se objevily i v časopise Nature), což by možnost kryovulkanismu podporovalo, je však těžko říci, zda se tato pozoroání potvrdí. Vodní pára ovšem z Ceresu uniká zcela prokazatelně, jak ukazují i teleskopická pozorování.

„Skvrna č. 5“ v kráteru Occator. Složený snímek s cílem ukázat maximum detailů skvrn i jejich okolí (rozdíl jasu na snímcích je takový, že jsou buď skvrny přeexponované, nebo okolí naopak podexponované). Za povšimnutí stojí mladě vyhlížející trhliny a možné stopy propadání spojené s některými skvrnami nebo v jejich blízosti.

Pokud by skvrny byly kryovulkanické, proč by byly asociovány právě s kráterem? A proč právě s nápadně mladým kráterem? (Occator rozhodně vypadá relativně mladě, i když nesmíme zapomenout, že pro planetární geology je to cokoli mezi nulou a třemi miliardami let)

ceres1
Představme si, že do Ceresu narazil asteroid a zanechal po sobě kráter, naplněný směsí vyvrženin a natavené břečky, skládající se zejména z vody – pod povrchem je Ceres téměř jistě tvořen především vodním ledem
ceres2
Rezervoár kapaliny postupně zamrzal. U velkého kráteru to mohlo trvat poměrně dlouho. Voda by se mezi tím obohacovala o soli nebo jiné rozpustné chemické látky pocházející z horninového materiálu. Povrch zamrzlého „jezera“ by brzy pokryl tmavý prach – buď pozůstatek po sublimaci ledu, nebo vyvrženiny z jiných impaktů v sousedství.O’Brien a kol (2005) vypočítali, že „jezero“ ve 150-km kráteru na Titanu by zamrzlo teprve po 50 000 – 100 000 let (v závislosti na obsahu čpavku). Occator měří 92 km, takže i zde se dá předpokládat, že by kapalná kapsa přetrvala desítky tisíc let. Možná i déle, protože na Ceresu je přeci jen tepleji, než na Titanu, a není zde atmosféra, která by teplo odváděla. Průměrná teplota na Ceresu (-105°C) není daleko od eutektického bodu směsí čpavek-voda nebo voda-metanol, kapalina obohacená takovými soluty by proto mrzla velice pomalu!
ceres3
Protože vodní led při mrznutí expanduje, vznikl by ve vodní kapse přetlak. Vymrzáním koncentrovaná solanka by se vylila na povrch v podobě gejzírů nebo výlevů, za doprovodu hojného uvolňování vodní páry
ceres4
Po vylití většího množství solanky by se povrch mohl propadnout za vzniku prohlubně nebo kaldery. Sublimující solanka by na povrchu zanechala jasné skvrny solí a postupně řídnoucí emisi vodní páry.
ceres5
Nakonec by vše překryla vrstva prachu, vířeného mladšími impakty, viditelná by byla jen kaldera bez světlých skvrn. (Ukázky možných kalder v kráterech na UMSF) Pohřbenou solanku by ovšem mohly exhumovat pozdější impakty.

Hypotéza předpokládá:

1) Přítomnost jasných skvrn uvnitř, ale nikoli vně větších kráterů velmi mladého data

2) Propadliny (kaldery) v mladých kráterech s viditelnými skvrnami, ale i ve starších kráterech, kde již viditelné skvrny nejsou

3) Stopy minulého kryovulkanismu a sublimace v těchto kráterech, případně aktivní kryovulkanismus pouze v kráterech extrémně mladých (desetitisíce let)

4) Příležitostné rozprášení starých, pohřbených ložisek solí/solanky ve vyvrženinách velmi mladých menších kráterů

„Skvrna č. 1“ v kráteru Haulani. To vypadá spíše jako podpovrchový světlý materiál, později rozprášený impaktem…

Pokud by kryovulkanismus na Ceresu pocházel z globálního oceánu, k výronům by mělo docházet především v místech zlomů nebo sníženin, nezávisle na kráterech. Mechanismus ženoucí výrony by ale mohl být podobný – natlakování způsobené vymrzáním (O’Brien a kol. 2015).

Popsaný mechanismus jsem alespoň při zběžném pročesání Internetu nikde nenalezl popsaný, jeví se však plauzibilní (alespoň ve srovnání s konspiračními teoriemi, které se nevyhýbají ani Occatoru). Je ovšem třeba podotknout, že zatím není vůbec potvrzené, že na vzniku skvrn se jakkoli podílela voda, ani jejich složení nebylo blíže upřesněno, takže jde spíše o dohad, který bude s největší pravděpodobností rozcupován, až budou uveřejněna tvrdá data ze sondy Dawn. Kéž je to co nejdříve!

P.S. – kapalná voda pod krátery na Ceresu by byla zajímavá, ale astrobiologicky nepříliš nadějná kvůli své krátkodobosti. Z tohoto ohledu fanděme především oceánu!

ceres schema

Literatura:

O’Brien, D. P., Lorenz, R. D., & Lunine, J. I. (2005). Numerical calculations of the longevity of impact oases on Titan. Icarus, 173(1), 243-253.

O’Brien, D. P., et al. „The Potential for Volcanism on Ceres Due to Crustal Thickening and Pressurization of a Subsurface Ocean.“ Lunar and Planetary Science Conference. Vol. 46. 2015.

Příspěvek byl publikován v rubrice Aktuality, Sluneční soustava. Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *